交流串激電機基本知識培訓(已改無錯字)

　　

【正文】 )。 (簡稱片間段差 )小于 。 ,對軸線的位置度(簡稱換向鉤位置度 )誤差小于 。 。 :。 :。 : GB/T1801中規定的 H7。 GB/T1801中規定的 H8。 ≥ %,硬度 HB85110。 銀銅換向器銀的含量為 %,硬度 HB85115。 (40000RPM)后換向片 徑向變化最大值分別為 (室溫 ),(熱態 180177。 2℃ )需供應商提供檢測報告 。 (40000RPM)后相鄰換向片 的段差變化最大值分別為 (室溫 ),(熱態180177。 2℃ )需供應商提供檢測報告 。 四 .單相串激電機的主要零部件材料簡介 ? 碳刷是串激電機重要元件之一，碳刷材質選用對電機火花至關重要，且直接影響到電機使用壽命。電機對碳刷的要求絕不僅僅表現在換向性能上，而且還要求碳刷的潤滑性能好，形成氧化膜的能力要強，碳刷自身的磨損及對換向器表面磨損要小等，以保證良好的滑動接觸。所以選擇碳刷時，要盡量滿足上述多項要求。碳刷的電流密度要求控制在 12A/cm178。以下 ,否則將造成換向困難 ,火花增大 ,也會影響 EMC的測試 . 四 .單相串激電機的主要零部件材料簡介 ? 與碳刷配合使用的碳刷彈簧，它也是非常重要零件之一，彈簧壓力范圍在電動工具上采用 250～500g/cm178。之間。彈簧壓力過大將加大碳刷與換向器表面的摩擦 ,破壞換向器表面的氧化亞銅薄膜 ,使換向情況惡化 ,彈簧壓力過小 ,會使碳刷與換向器表面的接觸不良 ,碳刷容易跳動 ,造成火花的增大 ,彈簧壓力的取值方法 :功率大的取大值，功率小的取小值 .彈簧質量的好壞，取決于選用材料和加工工藝，尤其是控制材質的淬火溫度。彈簧是與碳刷接觸的，它是一個導電體，工作溫度也很高，在高溫下彈簧不能軟化，不能失去正常壓力。 ? 定子 轉子 氣隙 定子極靴與轉子 外徑之間的空間 稱為氣隙 ? 氣隙對電機性能的影響： a. 氣隙偏大會增加定子繞組的用銅量，增加電機的成本； b. 氣隙偏大，因造成繞組的增加而使繞組的電感增大，會降低電機的功率因數； c. 適當增加氣隙的長度，可以減少磁極的表面損耗； d. 適當增加氣隙的長度，可以減少電樞反應，可以改善換向，減少火花； e. 適當增加氣隙的長度，可減少偏心的影響，減小單邊磁拉力，避免定轉子相擦（擦鐵）； f. 氣隙偏小易造成定轉子的相擦（擦鐵）； g. 氣隙偏小易造成電機的發熱偏高，降低電機的使用壽命； h. 氣隙偏小將造成電機的電磁噪聲的加大； 五 .單相串激電機火花產生的原因 ? 產生火花的原因很多，如電磁因素、電位因素、機械因素和化學因素等 1. 電磁因素 :主要有電抗電勢、電樞反應電勢、換向電勢和變壓器電勢等。電磁因素產生火花的原因很復雜且很難改善 ,只做了解即可 。 2. 電位因素 :電源電壓是通過幾何中心線上的兩個碳刷加在電樞繞組上的，粗看起來，電壓是均勻分布 在每個元件上。其實每個元件的電阻 因線圈感抗的影響 是不一樣的，而是先繞的元件電阻小，后繞的元件電阻大，先繞的阻值小， 根據歐姆定律 U=IR,承受電壓低 ,它連接的換向片片間電壓也低。后繞的阻值大，承受的電壓也高，連接的換向片片間電壓也高。 高低不一的繞組元件就在電機運行時，就產生電位火花。 每個換向片間的電位壓降計算公式為 :Up=2U/K,其中 U為電源電壓 ,K為換向器的片數 ,若 U=230V,K=24, 則 Up=,若 U=120V,K=24, 則 Up=10V,所以在換向器片數相同的情況下 ,230V比 120V的電機每個換向片間的電位壓降要高 ,電動工具用串激電動機換向片間的電位壓降一般要求在25V以下 ,推薦 Up=10～ 火花可采用以下方法 : a. 采用片數多的換向器，或者采用多槽沖片 ,盡量減少換向片間的電位壓降 ,但制造成本會增加 。 ,改進制造工藝質量 ,將換向器每個片間電阻控制在177。 8%以內 . 五 .單相串激電機火花產生的原因 ? 由于機械原因引起火花大原因很多，而且復雜，只能挑主要的和經常遇到的來敘述 : ? 換向器偏心，轉子動平衡不良引起轉子跳動加劇； ? 換向器質量不好 ,相鄰換向器片間出現間距不等 ,高低偏差； ? 換向器表面加工精度不高； (一般要求 Ra) ? 碳刷壓力不當，過大或過小； (一般要求 250～500g/cm178。) ? 碳刷材質不良，碳刷彈簧淬火處理不符要求；（當溫度升高時，彈簧失去彈性壓力） ?碳刷在刷握里配合尺寸過松，引起碳刷在刷握里跳動，過緊將碳刷卡住，造成接觸不良； (一般要求 ) ?換向器與刷握端面間距過大； (一般要求 177。 ) ?換向器片間電壓過多 (＞ 25V)，碳刷電流密度過大 (＞ 12A/cm178。) ； ?碳刷的圓弧面與換向器表面的圓弧面吻合度小于 80%； ?電機繞組存在缺陷，出現繞組短路或開路現象； ?轉子點焊不良 ,出現虛焊和假焊現象 . 五 .單相串激電機火花產生的原因 ? 電機在正常工作時，換向器和碳刷接觸表面上有一層氧化亞銅薄膜。這層薄膜的電阻很大，又烏亮光滑，因而能使換向近似于直線電阻換向。 (換向方式分為 :直線換向 .延時換向和超前換向 ,三種換向方式中直線換向方式最佳 ,換向的過程非常復雜 ,這里暫不講述 ,在后面的改善換向中將提到 ) 正常運轉情況下碳刷的摩擦作用，可能把換向片表面的氧化亞銅薄膜破壞，但是在電流流過碳刷與換向片時，由于溫度較高以及空氣中含有水分，又使換向器表面氧化，生成氧化亞銅薄膜，這樣，換向器表面的氧化亞銅薄膜，在電機運行過程中處于不斷破壞和不斷生成的動態平衡中。 ?如果正常運行條件遭到破壞，如碳刷壓力過大或過小，或者缺乏氧氣和水分，或者電機運行在有腐蝕性的氣體 (如氯氣 )中時，都會使換向器表面的氧化亞銅薄膜遭到破壞，氧氣和水分對于串激電機運行很重要，所以串激電機一般不制成封閉式電機這是其中的一個原因之一。 (正因為不能制成封存式電機 ,且塑料機殼不能對高頻輻射起到屏蔽作用 ,導致 30MHz以上的高頻能量的輻射 ,使電機的 EMC測試比較困難 ). 六 .單相串激電機繞組溫升的計算方法及控制繞組溫升的措施 ? 電機繞組溫升的計算公式為 :（繞組法測試） △ T=(R2R1)/R1 (K+T1) － (T2－ T1) 單位 : K R1:開始測試時繞組的冷態直流電阻 。(Ω) R2:測試結束時繞組的熱態直流電阻 。(Ω) T1:開始測試時繞組附近的環境溫度 。(℃ ) T2:測試結束時繞組附近的環境溫度 。(℃ ) K:繞組系數 ,銅 : ,鋁： 225 (注 :溫升的測試方法有繞組法和電偶法兩種 ) 六 .單相串激電機繞組溫升的計算方法及控制繞組溫升的措施 ? 舉例計算電機繞組的溫升 電 阻 Ω 溫 度 ℃ 溫 升 K 要求值 K 測試結果 轉子 定子 R1 R2 T1 T2 △ T 27 30 ≤90 PASS 27 30 ≤90 PASS 轉子 定子 27 27 30 30 ≤90 ≤90 PASS PASS 以 △ T=(R2R1) (+T1)/R1(T2T1) =() (+27)/(3027) =( )/ = =(K) GS標準 《 90K UL標準 《 75K 六 .單相串激電機控制繞組溫升的措施 ?在設計電機時 ,可采取以下措施控制繞組的溫升 : ? (或電負荷 )A:轉子外圓單位圓周長度上的電流 A=NI/,N為轉子的總導體數 ,I為電樞電流 ,D2為轉子的外徑 ,單位 :A/cm,與電樞繞組的電流密度 J=I/2S(導體單位面積上所通過的電流 :A/mm178。, I是電機的電流 ,S為單根漆包線的截面積 )的乘積 AJ(也稱發熱因子 )可控制電樞繞組的溫升 ,線負荷 A 越大 ,將導致繞組銅耗的增加 ,繞組匝數的增多 ,換向時換向圈內的電抗電勢增大 ,使換向惡化 ,因此線負荷 A 的取值范圍一般限制在 100145A/cm,J的取值范圍在 1018 A/mm178。, ?而 AJ的乘積 ≤14001800之間 ,在此范圍之內 ,電機的溫升不會太高 ,此值在電機設計時需加以考慮 ,線徑越細的漆包線線負荷 A與電樞繞組的電流密度 J=I/2S的乘積越大 ,轉子繞組的溫升將會升高 .事實也證明線徑越細的漆包線溫升越高 .(轉子外圓單位面積上散出的熱量 Q=AJρ,其中 ρ為漆包線的電阻率 ),或者通過 AJ=Ka L D2178。 n 10 計算 AJ的乘積 . 其中 Ka為系數 ,由以下圖中查取 ,L為鐵芯長度 (cm), D2為轉子鐵芯外徑 (cm) , n為電機的額定轉速 (rpm) 4 六 .單相串激電機控制繞組溫升的措施 Ka與額定輸出功率 PH的關系曲線圖 KA PH(W) 六 .單相串激電機控制繞組溫升的措施 ? I178。r1的數值可控制定子繞組的溫升 ,I是電機的電流 , r1為定子電阻 ,如果定子漆包線的匝數過多或選用漆包線的線徑較細 ,將會增加定子繞組的電阻 ,從而導致定子繞組溫升的增加 . I178。r1=KS L D2178。 n 10 (W) 其中 KS為系數 ,由以下圖中查取 ,L為鐵芯長度 (cm), D2為轉子鐵